Disciplina detalhes

Conhecimentos de Base Recomendados

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Objetivos

Aquisição de conhecimentos no estudo do dimensionamento e operação de reatores catalíticos heterogéneos. Aquisição de competências na análise da eficiência de catalisadores sólidos, na seleção das espécies catalíticas para um determinado processo catalítico e na caracterização do catalisador.

Métodos de Ensino

A matéria teórica é apresentada com recurso a slides de PowerPoint de forma dinâmica e interativa com os estudantes, intercalando com a resolução de exercícios de aplicação prática para reforço de aquisição de conteúdos em aulas cuja tipologia é teórico/práticas. Serão ainda desenvolvidos trabalhos laboratoriais de grupo onde se aplicam os conceitos lecionados, por exemplo na síntese e caracterização de catalisadores.

Será disponibilizado material de consulta sobre as matérias lecionadas na plataforma Moodle.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Introdução à catálise heterogénea e catalisadores. Propriedades dos catalisadores, sua importância e aplicações.


2. Catalisadores heterogéneos: tipos de catalisadores, caracterização físico-química, textural e funcional. Seletividade e atividade catalítica. Zeólitos: propriedades, aplicações e estruturas dos zeólitos mais utilizados industrialmente.


3. Cinética das reações catalíticas heterogéneas: mecanismos de Langmuir-Hinshelwood e Rideal‑Eley. Cálculo da velocidade de reações e constantes cinéticas. Difusão e reação num catalisador.


4. Reatores heterogéneos: características gerais dos reatores catalíticos heterogéneos, tipos e aplicações. Considerações de dimensionamento.

Demonstração de conteúdos

Com esta UC pretende-se que o estudante adquira conhecimentos no dimensionamento e operação de reatores catalíticos heterogéneos bem como em seleção e caracterização de catalisadores sólidos. Os conteúdos programáticos garantem a formação adequada para atingir os objetivos, abrangendo todos os temas necessários para o efeito. Deste modo, no 1º capítulo procede-se a uma introdução com enfâse nas aplicações dos catalisadores heterogéneos. Num 2º capítulo são apresentados os principais tipos de catalisadores heterogéneos e sua caracterização, seguido pelo capítulo 3, onde se lecionam as reações de catálise em reatores heterogéneos, que recorrem aos catalisadores já introduzidos no capítulo anterior. Finalmente no último capítulo, são abordadas características e aplicações dos reatores heterogéneos,
juntamente com algumas noções e critérios para o seu dimensionamento.

Demonstração da metodologia

A unidade curricular de Reatores Heterogéneos e Catálise tem como objetivos dotar os estudantes de conhecimentos sobre processos catalíticos com catalisadores sólidos utilizados pelas indústrias químicas. Ao mesmo tempo pretende-se que os estudantes adquiram conhecimentos que lhes permitam analisar e selecionar o catalisador adequado, bem como dimensionar o equipamento. As metodologias de ensino, nomeadamente a tipologia das aulas em teórico/práticas permite consolidar melhor os conhecimentos, pois os conteúdos são apresentados na componente teórica de forma intercalada com a componente prática através da resolução de exercícios A realização de testes individuais permite incutir nos estudantes a autonomia e capacidades necessárias para a resolução de problemas e análise e projeto/dimensionamento de equipamentos.

Docente(s) responsável(eis)

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Métodos de Avaliação

Bibliografia

H. Scott Fogler; Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice-Hall, 3rd edition, 1998
J.L. Figueiredo, F. Ramôa Ribeiro; Catálise Heterogénea, Fundação Calouste Gulbenkian, 2007
G. Ertl, H. Knozinger, J. Weitkamp; Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, 1997
Francisco Lemos, José Madeira Lopes, Fernando Ramôa Ribeiro; Reactores Químicos, IST Press, 2002